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美国也被卡脖子?RD-180发动机不再供货,宇宙神5该咋办?

美国宇宙神5火箭,是美国重要的一款火箭,其近地轨道运载能力达到了18.5吨,太阳同步轨道13.5吨,地球同步转移轨道8.7吨,同步轨道3.8吨。

从2002年8月到2015年10月,宇宙神5型运载火箭已经发射过50多次,发射成功率接近100%,唯一一次出问题是在2007年6月份,因为第二节半人马座火箭发动机收到异常讯号,导致提前4秒关闭,导致人造卫星没能到达预定的轨道高度,不过美国仍旧认定这是一次成功的发射任务。

多年以来,美国使用该火箭发射过多次重要的卫星,其中美国军用卫星也多次使用该火箭发射。比如:美国军用通讯卫星CBAS,这款卫星在地球同步轨道上运行,可以提供通讯中继能力。

因为多次完美的发射,以及运载能力出众,美国宇宙神5火箭还用来执行火星任务。

可以说,宇宙神5型运载火箭是一款非常重要的火箭,也是美国目前主力运载火箭,如果没有它,许多卫星的发射都要推迟计划。

但现如今,美国宇宙神5型运载火箭遇到了一件卡脖子的事情,RD-180发动机停止供应了。

RD-180发动机

美国宇宙神5火箭的第一级,使用了RD-180发动机,但是这款发动机并不是美国的技术,而是别的国家。现如今因为各种原因,美国不仅无法获得更多的RD-180发动机,而且已交付订单中尚未使用的发动机如果出现故障,对方也拒绝维修。

要知道的是,自1990年中期以来,美国一共购买过122台RD-180火箭发动机,其中98台已经被使用。当RD-180火箭发动机断供后,宇宙神5火箭一时之间将很难找到替代品,导致后续发射计划延期或者取消,亦或者是使用其他火箭代替。

那么问题就来了,为什么美国如此依赖这款发动机呢?

首先是因为,RD-180发动机确实是好,RD-180发动机是由RD-170发动机升级改进而来,在世界同等发动机参数和性能,它的指标都最高。它的推进剂为液氧煤油,采用分级燃烧循环,推力3827千牛、比冲3052米/秒。多年以来,RD-180发动机参与过多次重要的发射,均经受得住检验,技术已经非常成熟,同等类型下几乎找不到替代品。

其次是因为便宜,RD-180发动机平均是1000万美元一台,当然后来又涨价了不少,看起来很贵,但美国自己研制的发动机比这贵了一半。如果放弃使用RD-180发动机,美国在6年内在发射成本上,费用将会增加15亿到50亿美元。

再者是早些年两个国家在航天领域有过多次合作,比如:国际空间站。所以两个国家在这方面的合作并未受到限制,一方需要发动机,一方又需要钱,两者一直保持着良好的合作关系,货物供给非常稳定,不用担心断供的风险。

正所谓“人无远虑必有近忧”,美国不是没有想过要摆脱对RD-180发动机的依赖,美国早在2014年就意识到,失去RD-180发动机将会重创美国航天计划。

所以,早些年美国就开始资助商业公司,研究同类型的替代品,其中BE-4液氧/甲烷发动机、AR1火箭发动机就是美国研发出的RD-180火箭发动机替代品。只是这些发动机想要应用在宇宙神5上时,宇宙神5需要做一系列改动,而这必定会影响到运载能力以及发射效果。

而且,新发动机研发时,在性能以及发射成功率上还需要进一步论证,没了RD-180发动机后,美国完全不受影响也不可能。

2016年,美国规定2019年后禁用RD-180发动机,但无奈自己研发的发动机无法在短时间内成功,因此取消了该禁令。

2019年时,美国又表示计划在2022年彻底放弃RD-180发动机,但美国前宇航员迈克尔・贝克表示,向美出口RD-180发动机将持续至2023年到2024年。

也就是说,美国目前仍旧无法摆脱对RD-180发动机的依赖。

没了RD-180发动机,美国该怎么办?

对于美国而言,没了RD-180发动机影响有好有坏。

好的一方面是,没了进口发动机,美国必须要加大研发国产发动机,或者是能够替代宇宙神5的新型火箭。在巨量资金的支持下,美国自产的发动机性能将可能会获得很大的提升,从而摆脱对RD-180发动机的依赖。而且这件事情美国早些年就已经开始做了,现如今已经小有成绩。

但坏的一方面是,美国现有的RD-180发动机不多了,而新的发动机想要完全取代RD-180发动机还需要一段时间,这就意味着美国宇宙神5火箭很可能存在着一段时间的发射缺口。

美国其他火箭虽然也可以执行一部分宇宙神5的发射任务,比如:“德尔塔-4”运载火箭,只是成本会增加不少,非常不划算。